Immobilisierte Heteropolysäure als neuartiger Katalysator für die Herstellung von Oxymethylenether

Im Rahmen der Mobilitätswende werden unter anderem synthetische Kraftstoffe als mögliche CO2 neutrale Energieträger diskutiert. Ein potentieller Treibstoff sind Oxymethylenether (OME), welche gute Verbrennungseigenschaften sowie eine signifikante Verringerung der Bildung von Ruß aufweisen und somit als Ersatz zu konventionellem Diesel aus fossilen Quellen eingesetzt werden können. Zur Synthese dieser OME hat sich die Heteropolysäure, Phosphorwolframsäure als leistungsfähiger Katalysator herausgestellt. Dieses lösliche Salz zu immobilisieren und die kinetisch Beschreibung sowie bestimmen der Reaktionsparamater ist Ziel dieser Arbeit. Das Aufbringen auf ein Trägermaterial (TiO2), sowie der Austausch der Protonen mit großen Kationen (Cs+) wurden als Immobilisierungsmethoden verwendet. Die synthetisierten Katalysatoren wurden charakterisiert und auf ihre Einflussgrößen untersucht. Eine kinetische Beschreibung der drei verwendeten Katalysatoren ist erstellt worden. Die auf Titandioxid aufgebrachte Phosphorwolframsäure konnte in einer kontinuierlichen Reaktionsfahrweise erprobt werden.

Synthetic fuels, among other things, are being discussed as possible CO2-neutral energy sources as part of the mobility transition. A potential fuel are oxymethylene ethers (OME), which have good combustion properties and a significant reduction in soot formation. Therefore it can be used as a replacement for conventional diesel from fossil sources. The heteropolyacid phosphotungstic acid has proven to be a powerful catalyst for the synthesis of these OME. The aim of this work is to immobilize this soluble salt and to describe it kinetically such as to determine the reaction parameters. Application to a solid support (TiO2) and proton exchange with large cations (Cs+) were used as immobilization methods. The synthesized catalysts were characterized and their influencing factors examined. A kinetic description of the three catalysts used has been prepared. The phosphotungstic acid applied to titanium dioxide could be tested in a continuous reaction mode.